JP7138811B2 - 光送受信器、送信信号決定方法及び光通信システム - Google Patents

Description

本開示は、光送受信器と、送信信号決定方法と、光送受信器を備える光通信システムとに関するものである。

通信需要の増大に伴って、光通信ネットワークの伝送容量の増大が望まれている。
光通信ネットワークの伝送容量は、光信号の変調速度であるボーレートが高速化されることによって増大する。また、光通信ネットワークの伝送容量は、光信号の変調多値度が高められることによって増大する。光信号の変調多値度は、光信号が伝送することの可能な情報量の上限値であるエントロピーに相当する。伝送容量が一定である場合、ボーレートとエントロピーとの間には、トレードオフの関係がある。

光通信ネットワークの伝送路には、複数の光分配器が挿入されている。光分配器は、波長フィルタを内蔵している。光分配器は、波長フィルタを用いて、光信号の分配先を切り替えている。光信号の帯域幅が、波長フィルタの帯域幅よりも広い場合、光信号が波長フィルタを通過する際に、光信号の帯域幅が、波長フィルタの帯域幅と同じ帯域幅まで狭められる。
以下の特許文献１には、伝送路に挿入されている複数の光分配器のうち、光信号が通過する１つ以上の光分配器に内蔵されている波長フィルタ（以下、「通過フィルタ」と称する）の個数に基づいて、全ての通過フィルタを通過した後の光信号の帯域幅を算出するネットワーク設計装置が開示されている。当該ネットワーク設計装置は、全ての通過フィルタを通過した後の光信号の帯域幅に基づいて、光信号のボーレートと、光信号のエントロピーとの組み合わせを決定している。

特開２０１９－１６１４４８号公報

光通信ネットワークのネットワーク構成によっては、全ての通過フィルタの帯域幅が同一であることもあるし、それぞれの通過フィルタの帯域幅が互いに異なることもある。したがって、ネットワーク設計装置が、通過フィルタの個数に基づくだけで、全ての通過フィルタを通過した後の光信号の帯域幅を算出しても、算出した帯域幅が、正確な帯域幅であるとは限らない。光信号の正確な帯域幅を算出できなければ、ネットワーク設計装置が、光信号のボーレートと、光信号のエントロピーとの適正な組み合わせを決定できないため、光通信ネットワークの伝送容量を増やすことができないことがあるという課題があった。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、通過フィルタの個数に基づいて、全ての通過フィルタを通過した後の光信号の帯域幅を算出するものよりも、光通信ネットワークの伝送容量を増やすことができる光送受信器及び送信信号決定方法を得ることを目的とする。

本開示に係る光送受信器は、光通信ネットワークの伝送路に挿入されている光分配器が有する波長フィルタの帯域幅よりも帯域幅が狭く、周波数が互いに異なる複数の信号である狭帯域信号の集まりであって、波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高い周波数を有する狭帯域信号と、波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低い周波数を有する狭帯域信号とを含む狭帯域信号の集まりを検査信号として生成する検査信号送信部から、検査信号が伝送路に送出され、検査信号受信部によって、波長フィルタを通過してきた検査信号が受信されると、検査信号受信部により受信された検査信号の帯域幅を算出する帯域幅算出部と、帯域幅算出部により算出された帯域幅に従って、送信信号の変調速度と、送信信号の変調多値度とを決定する送信信号決定部とを備えるようにしたものである。

本開示によれば、通過フィルタの個数に基づいて、全ての通過フィルタを通過した後の光信号の帯域幅を算出するものよりも、光通信ネットワークの伝送容量を増やすことができる。

実施の形態１に係る光通信システムを示す構成図である。 実施の形態１に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを示す構成図である。 デジタル処理部１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。 デジタル処理部１０の構成要素が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 ボーレートとエントロピーとの関係を示す説明図である。 デジタル処理部１０の処理手順を示すフローチャート図である。 検査信号送信部１１による検査信号の生成例を示す説明図である。 波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過した後の検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを示す説明図である。 実施の形態２に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを示す構成図である。 デジタル処理部１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。 ボーレートと、エントロピー及びＯＳＮＲ耐力との関係を示す説明図である。 実施の形態３に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを示す構成図である。 実施の形態４に係る光送受信器３－ｎ_ｂを示す構成図である。 光送受信器３－ｎ_ｂにおけるデジタル処理部１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。 実施の形態４に係る光送受信器２－ｎ_ａを示す構成図である。 光送受信器２－ｎ_ａにおけるデジタル処理部１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。 実施の形態５に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを示す構成図である。 実施の形態５に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂにおける送信信号決定部８１及び送信信号生成部８２の処理手順を示すフローチャートである。 帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’の和が、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈよりも小さい場合のサブキャリア間隔Δｆの変更例を示す説明図である。 帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’の和が、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ以上である場合のサブキャリア間隔Δｆの変更例を示す説明図である。 送信信号決定部８１が、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と高周波数側の帯域幅Ｗ_２との比率に応じて、送信信号Ｓ_１の伝送容量と、送信信号Ｓ_２の伝送容量とを決定する例を示す説明図である。

以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光通信システムを示す構成図である。
光通信システムは、Ｍ個の光伝送装置１を備えている。Ｍは、２以上の整数である。
図１では、説明の簡単化のため、光通信システムが、２つの光伝送装置１を備えている例を示しており、一方の光伝送装置１を光伝送装置１－１で表し、他方の光伝送装置１を光伝送装置１－２で表している。
光通信システムは、光通信ネットワークを構成している。
光通信システムは、光伝送装置１－１，１－２、マルチプレクサ４－１，４－２、伝送路５及び光分配器６－１，６－２を備えている。

光伝送装置１－１は、Ｎ_ａ個の光送受信器２－１～２－Ｎ_ａを備えている。Ｎ_ａは、１以上の整数である。
光伝送装置１－２は、Ｎ_ｂ個の光送受信器３－１～３－Ｎ_ｂを備えている。Ｎ_ｂは、１以上の整数である。
光送受信器２－ｎ_ａ（ｎ_ａ＝１，・・・，Ｎ_ａ）は、第１の光送受信器である。
光送受信器２－ｎ_ａは、送信信号である光信号を、伝送路５等を介して、光送受信器３－ｎ_ｂ（ｎ_ｂ＝１，・・・，Ｎ_ｂ）に送信する。
また、光送受信器２－ｎ_ａは、光送受信器３－ｎ_ｂから送信された光信号を受信する。
光送受信器３－ｎ_ｂは、第２の光送受信器である。
光送受信器３－ｎ_ｂは、送信信号である光信号を、伝送路５等を介して、光送受信器２－ｎ_ａに送信する。
また、光送受信器３－ｎ_ｂは、光送受信器２－ｎ_ａから送信された光信号を受信する。
光送受信器２－ｎ_ａの構成と、光送受信器３－ｎ_ｂの構成とは、同一構成である。したがって、光送受信器３－ｎ_ｂが第１の光送受信器であり、光送受信器２－ｎ_ａが第２の光送受信器であることもある。

マルチプレクサ４－１は、Ｎ_ａ個の光送受信器２－１～２－Ｎ_ａのうち、いずれかの光送受信器２から光信号が送信されると、光信号を伝送路５に出力する。
マルチプレクサ４－１は、伝送路５によって伝送されてきた光信号を受けると、光信号を、Ｎ_ａ個の光送受信器２－１～２－Ｎ_ａのうち、いずれかの光送受信器２に出力する。
マルチプレクサ４－２は、Ｎ_ｂ個の光送受信器３－１～３－Ｎ_ｂのうち、いずれかの光送受信器３から光信号が送信されると、光信号を伝送路５に出力する。
マルチプレクサ４－２は、伝送路５によって伝送されてきた光信号を受けると、光信号を、Ｎ_ｂ個の光送受信器３－１～３－Ｎ_ｂのうち、いずれかの光送受信器３に出力する。
伝送路５は、例えば、光ファイバによって実現される。
図１に示す光通信システムは、複数の伝送路５を備えている。複数の伝送路５のうち、或る伝送路５は、マルチプレクサ４－１と光分配器６－１との間を接続している。また、或る伝送路５は、光分配器６－２とマルチプレクサ４－２との間を接続している。

光分配器６－１は、伝送路５に挿入されている。
光分配器６－１は、光送受信器２－ｎ_ａから送信された光信号の波長に応じて、光信号の分配先を切り替える波長フィルタ６－１ａを備えている。
光分配器６－１は、光送受信器２－ｎ_ａから送信された光信号の波長が、光送受信器３－ｎ_ｂに対応する波長であれば、当該光信号を光送受信器３－ｎ_ｂに向けて出力する。
光分配器６－１は、光送受信器２－ｎ_ａから送信された光信号の波長が、光送受信器３－ｎ_ｂ以外の図示せぬ光送受信器に対応する波長であれば、当該光信号を光送受信器３－ｎ_ｂ以外の図示せぬ光送受信器に向けて出力する。

光分配器６－２は、伝送路５に挿入されている。
光分配器６－２は、光送受信器３－ｎ_ｂから送信された光信号の波長に応じて、光信号の分配先を切り替える波長フィルタ６－２ａを備えている。
光分配器６－２は、光送受信器３－ｎ_ｂから送信された光信号の波長が、光送受信器２－ｎ_ａに対応する波長であれば、当該光信号を光送受信器２－ｎ_ａに向けて出力する。
光分配器６－２は、光送受信器３－ｎ_ｂから送信された光信号の波長が、光送受信器２－ｎ_ａ以外の図示せぬ光送受信器に対応する波長であれば、当該光信号を光送受信器２－ｎ_ａ以外の図示せぬ光送受信器に向けて出力する。

図２は、実施の形態１に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを示す構成図である。
図３は、デジタル処理部１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図２において、デジタル処理部１０は、検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号決定部１６、送信信号生成部１７及び受信信号処理部１８とを備えている。

検査信号送信部１１は、例えば、図３に示す検査信号送信回路３１によって実現される。
検査信号送信部１１は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅よりも帯域幅が狭く、周波数が互いに異なる複数の信号である狭帯域信号の集まりを検査信号として生成する。ここでは、説明の便宜上、検査信号が通過する波長フィルタが、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａであるものとしている。狭帯域信号は、例えば、偏波多重されている信号である。
検査信号送信部１１は、複数の狭帯域信号の集まりである検査信号を、後述する光信号送信部１２等を介して、伝送路５に送出する。

光信号送信部１２は、検査信号送信部１１から出力された検査信号を電気信号から光信号に変換し、光信号を出力する電光変換器１２ａと、電光変換器１２ａから出力された光信号をマルチプレクサ４に出力する光送信器１２ｂとを備えている。
光送受信器２－ｎ_ａの光信号送信部１２は、検査信号である光信号をマルチプレクサ４－１に出力し、光送受信器３－ｎ_ｂの光信号送信部１２は、検査信号である光信号をマルチプレクサ４－２に出力する。
光送受信器２－ｎ_ａの光信号送信部１２から出力された検査信号は、マルチプレクサ４－１、伝送路５、光分配器６－１の波長フィルタ６－１ａ、伝送路５、光分配器６－２の波長フィルタ６－２ａ、伝送路５及びマルチプレクサ４－２を介して、光送受信器３－ｎ_ｂまで伝送される。
光送受信器３－ｎ_ｂの光信号送信部１２から出力された検査信号は、マルチプレクサ４－２、伝送路５、光分配器６－２の波長フィルタ６－２ａ、伝送路５、光分配器６－１の波長フィルタ６－１ａ、伝送路５及びマルチプレクサ４－１を介して、光送受信器２－ｎ_ａまで伝送される。

光送受信器２－ｎ_ａの光信号受信部１３は、光送受信器３－ｎ_ｂの光信号送信部１２からマルチプレクサ４－２に出力されたのち、波長フィルタ６－２ａ，６－１ａを通過してきた検査信号を受信する光受信器１３ａを備えている。また、光受信器１３ａは、光送受信器３－ｎ_ｂの光信号送信部１２から送信信号が光信号として、マルチプレクサ４－２に出力されると、波長フィルタ６－２ａ，６－１ａを通過してきた光信号を受信信号として受信する。
光送受信器２－ｎ_ａの光信号受信部１３は、光受信器１３ａにより受信された検査信号を光信号から電気信号に変換し、電気信号を光送受信器２－ｎ_ａの検査信号受信部１４に出力する光電変換器１３ｂを備えている。光電変換器１３ｂは、光受信器１３ａにより受信信号が受信されると、受信信号を光信号から電気信号に変換し、電気信号を光送受信器２－ｎ_ａの受信信号処理部１８に出力する。

光送受信器３－ｎ_ｂの光信号受信部１３は、光送受信器２－ｎ_ａの光信号送信部１２からマルチプレクサ４－１に出力されたのち、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過してきた検査信号を受信する光受信器１３ａを備えている。また、光受信器１３ａは、光送受信器２－ｎ_ａの光信号送信部１２から送信信号が光信号として、マルチプレクサ４－１に出力されると、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過してきた光信号を受信信号として受信する。
光送受信器３－ｎ_ｂの光信号受信部１３は、光受信器１３ａにより受信された検査信号を光信号から電気信号に変換し、電気信号を光送受信器３－ｎ_ｂの検査信号受信部１４に出力する光電変換器１３ｂを備えている。光電変換器１３ｂは、光受信器１３ａにより受信信号が受信されると、受信信号を光信号から電気信号に変換し、電気信号を光送受信器３－ｎ_ｂの受信信号処理部１８に出力する。

検査信号受信部１４は、例えば、図３に示す検査信号受信回路３２によって実現される。
検査信号受信部１４は、光信号受信部１３の光電変換器１３ｂから出力された電気信号である検査信号の受信処理を実施することによって検査信号を復調し、復調した検査信号を帯域幅算出部１５に出力する。

帯域幅算出部１５は、例えば、図３に示す帯域幅算出回路３３によって実現される。
帯域幅算出部１５は、検査信号受信部１４により受信された検査信号から、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過した後の検査信号の帯域幅を算出する。
帯域幅算出部１５は、算出した検査信号の帯域幅を示す帯域幅情報を送信信号決定部１６に出力する。

送信信号決定部１６は、例えば、図３に示す送信信号決定回路３４によって実現される。
送信信号決定部１６は、帯域幅算出部１５により算出された帯域幅に従って、送信信号の変調多値度と、送信信号の変調速度とを決定する。

送信信号生成部１７は、例えば、図３に示す送信信号生成回路３５によって実現される。
送信信号生成部１７は、送信信号決定部１６により決定された変調多値度を有し、かつ、送信信号決定部１６により決定された変調速度を有する送信信号を生成する。
送信信号生成部１７により生成される送信信号は、確率的整形（ＰＳ：Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ Ｓｈａｐｉｎｇ）技術によって変調された確率整形信号である。ただし、これは一例に過ぎず、送信信号生成部１７により生成される送信信号は、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、又は、多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の位相変調方式によって変調された信号であってもよい。
光信号送信部１２の電光変換器１２ａは、送信信号生成部１７により生成された送信信号を電気信号から光信号に変換し、光信号を光送信器１２ｂに出力する。
光信号送信部１２の光送信器１２ｂは、電光変換器１２ａから出力された光信号をマルチプレクサ４に出力する。
光送受信器２－ｎ_ａの光信号送信部１２は、送信信号である光信号をマルチプレクサ４－１に出力し、光送受信器３－ｎ_ｂの光信号送信部１２は、送信信号である光信号をマルチプレクサ４－２に出力する。

受信信号処理部１８は、例えば、図３に示す受信信号処理回路３６によって実現される。
受信信号処理部１８は、光信号受信部１３の光電変換器１３ｂから出力された電気信号である受信信号の受信処理を実施することによって受信信号を復調する。

図２では、デジタル処理部１０の構成要素である検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号決定部１６、送信信号生成部１７及び受信信号処理部１８のそれぞれが、図３に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、デジタル処理部１０が、検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、送信信号決定回路３４、送信信号生成回路３５及び受信信号処理回路３６によって実現されるものを想定している。
検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、送信信号決定回路３４、送信信号生成回路３５及び受信信号処理回路３６のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

デジタル処理部１０の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。

図４は、デジタル処理部１０の構成要素が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
デジタル処理部１０の構成要素が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号決定部１６、送信信号生成部１７及び受信信号処理部１８におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ６１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ６２が、メモリ６１に格納されているプログラムを実行する。
また、図３では、デジタル処理部１０の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図４では、デジタル処理部１０が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、デジタル処理部１０における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。

送信信号の変調速度であるボーレートと、送信信号の変調多値度であるエントロピーとの関係について説明する。
図５は、ボーレートとエントロピーとの関係を示す説明図である。
図５では、送信信号が、確率整形信号又は多値ＱＡＭ信号であり、送信信号の伝送容量が一定であるときの、送信信号のボーレートと送信信号のエントロピーとの関係を示している。
図５において、多値ＱＡＭ信号は、多値ＱＡＭ方式によって生成される信号である。送信信号生成部１７により生成される送信信号は、例えば、確率整形信号、又は、多値ＱＡＭ信号である。
送信信号のエントロピーは、図５に示すように、ボーレートが低下するほど高くなる。図５の例では、確率整形信号のエントロピーと、確率整形信号のボーレートとが、反比例の関係になっている。ただし、確率整形信号のエントロピーと、確率整形信号のボーレートとが、反比例の関係になっているものに限るものではなく、例えば、指数関数で表される関係になっていることもある。

送信信号のフィルタリング耐力は、図５に示すように、ボーレートが低下するほど高くなる。
フィルタリング耐力は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅に対する送信信号の帯域幅の余裕度を示すものである。波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅がＸ、送信信号の帯域幅がＹ、Ｘ＞Ｙであるとき、送信信号の帯域幅Ｙが、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅Ｘよりも狭いほど、フィルタリング耐力が高くなる。送信信号の帯域幅Ｙが、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅Ｘと同じであれば、フィルタリング耐力が０である。
送信信号のボーレートが低下するほど、送信信号の帯域幅が狭くなるため、送信信号のボーレートが低下するほど、送信信号のフィルタリング耐力が高くなる。

次に、図１に示す光通信システムの動作について説明する。
ここでは、一例として、光送受信器２－１が、検査信号を伝送路５に送出し、光送受信器３－１が、検査信号を受信することによって、送信信号のボーレートと送信信号のエントロピーとを決定する際の動作を説明する。
光送受信器２－１が、検査信号を伝送路５に送出し、光送受信器３－１が、ボーレートとエントロピーとを決定するタイミングは、図示せぬ制御装置から、ボーレートとエントロピーとの決定を指示する制御信号が、光送受信器２－１及び光送受信器３－１のそれぞれに出力されたときである。
なお、制御装置は、定期的、又は、ユーザからの要求があったとき、当該制御信号を光送受信器２－１及び光送受信器３－１のそれぞれに出力する。
図６は、デジタル処理部１０の処理手順を示すフローチャート図である。

光送受信器２－１の検査信号送信部１１は、制御装置から、ボーレートとエントロピーとの決定を指示する制御信号を受けると、検査信号を生成する。
即ち、光送受信器２－１の検査信号送信部１１は、図７に示すように、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅よりも帯域幅が狭く、周波数が互いに異なる複数の信号である狭帯域信号の集まりを検査信号として生成する（図６のステップＳＴ１）。
図７は、検査信号送信部１１による検査信号の生成例を示す説明図である。
図７において、横軸は、狭帯域信号の周波数を示し、縦軸は、狭帯域信号の振幅を示している。
破線は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅を表しており、狭帯域信号の帯域幅は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅よりも狭くなっている。
検査信号送信部１１において、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅は、既値である。波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅は、例えば、検査信号送信部１１の内部メモリに格納されていてもよいし、デジタル処理部１０の外部から与えられるものであってもよい。

図７では、波長フィルタ６－１ａの帯域幅と、波長フィルタ６－２ａの帯域幅とが同一である例を示している。
波長フィルタ６－１ａの帯域幅が、波長フィルタ６－２ａの帯域幅よりも広ければ、図７に表される帯域幅は、波長フィルタ６－１ａの帯域幅である。また、波長フィルタ６－１ａの帯域幅が、波長フィルタ６－２ａの帯域幅よりも狭ければ、図７に表される帯域幅は、波長フィルタ６－２ａの帯域幅である。
波長フィルタ６－１ａの帯域幅と波長フィルタ６－２ａの帯域幅とが同一であっても、それぞれの帯域幅に係る周波数帯域が互いにずれて、それぞれの帯域幅に係る周波数帯域の一部が重なることがある。また、波長フィルタ６－１ａの帯域幅と波長フィルタ６－２ａの帯域幅とが異なっていれば、それぞれの帯域幅に係る周波数帯域の一部が重なることがある。
例えば、波長フィルタ６－１ａの帯域幅の最低周波数ｆ_Ｌ１ａが、波長フィルタ６－２ａの帯域幅の最低周波数ｆ_Ｌ２ａよりも低く、波長フィルタ６－１ａの帯域幅の最高周波数ｆ_Ｈ１ａが、波長フィルタ６－２ａの帯域幅の最高周波数ｆ_Ｈ２ａよりも低く、かつ、波長フィルタ６－２ａの帯域幅の最低周波数ｆ_Ｌ２ａよりも高い場合を想定する。
ｆ_Ｌ１ａ＜ｆ_Ｌ２ａ＜ｆ_Ｈ１ａ＜ｆ_Ｈ２ａ
この想定の場合、図７に表される帯域幅は、波長フィルタ６－１ａの帯域幅の最低周波数ｆ_Ｌ１ａから、波長フィルタ６－２ａの帯域幅の最高周波数ｆ_Ｈ２ａまでの範囲である。
以下、検査信号送信部１１による検査信号の生成例を具体的に説明する。

まず、検査信号送信部１１は、図７に表される波長フィルタの帯域幅よりも帯域幅が狭く、当該波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高い周波数を有する狭帯域信号を生成する。狭帯域信号は、例えば、狭帯域の偏波多重されている信号である。
検査信号送信部１１は、生成した狭帯域信号を検査信号の一部として光信号送信部１２に出力する。
次に、検査信号送信部１１は、狭帯域信号の周波数が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低くなるまで、狭帯域信号の周波数を離散的に数ＧＨｚずつ低下させる。
検査信号送信部１１は、狭帯域信号の周波数を低下させる毎に、周波数低下後の狭帯域信号を検査信号の一部として光信号送信部１２に出力する。

ここでは、検査信号送信部１１が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高い周波数を有する狭帯域信号を生成し、狭帯域信号の周波数が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低くなるまで、狭帯域信号の周波数を離散的に数ＧＨｚずつ低下させている。しかし、これは一例に過ぎず、検査信号送信部１１が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低い周波数を有する狭帯域信号を生成する。そして、検査信号送信部１１が、狭帯域信号の周波数が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高くなるまで、狭帯域信号の周波数を離散的に数ＧＨｚずつ上昇させるようにしてもよい。

光送受信器２－１における光信号送信部１２の電光変換器１２ａは、検査信号送信部１１から狭帯域信号を受ける毎に、狭帯域信号を電気信号から光信号に変換し、光信号を光送信器１２ｂに出力する。
光信号送信部１２の光送信器１２ｂは、電光変換器１２ａから出力された光信号をマルチプレクサ４－１に出力する。
光送受信器２－１の光信号送信部１２から出力された光信号である狭帯域信号は、マルチプレクサ４－１、伝送路５、光分配器６－１の波長フィルタ６－１ａ、伝送路５、光分配器６－２の波長フィルタ６－２ａ、伝送路５及びマルチプレクサ４－２を介して、光送受信器３－１まで伝送される。
狭帯域信号の周波数が、波長フィルタ６－１ａの帯域幅の最高周波数、又は、波長フィルタ６－２ａの帯域幅の最高周波数よりも高い場合、当該狭帯域信号は、光送受信器３－１まで伝送されない。
狭帯域信号の周波数が、波長フィルタ６－１ａの帯域幅の最低周波数、又は、波長フィルタ６－２ａの帯域幅の最低周波数よりも低い場合、当該狭帯域信号は、光送受信器３－１まで伝送されない。
したがって、光送受信器３－１まで伝送される狭帯域信号は、波長フィルタ６－１ａの帯域幅に係る周波数帯域に含まれ、かつ、波長フィルタ６－２ａの帯域幅に係る周波数帯域に含まれている周波数を有する狭帯域信号である。

ここでは、光送受信器２－１の光信号送信部１２が、それぞれの狭帯域信号を検査信号の一部として、それぞれの狭帯域信号を順番にマルチプレクサ４－１に出力している。しかし、これは一例に過ぎず、光送受信器２－１の光信号送信部１２が、複数の狭帯域信号を同時にマルチプレクサ４－１に出力するようにしてもよい。即ち、光送受信器２－１の光信号送信部１２が、複数の狭帯域信号の集まりである検査信号をマルチプレクサ４－１に出力するようにしてもよい。

光送受信器３－１の光信号受信部１３は、制御装置から、ボーレートとエントロピーとの決定を指示する制御信号を受けると、光送受信器２－１の光信号送信部１２から伝送路５に送出された光信号を、狭帯域信号として受信する。
即ち、光送受信器３－１における光信号受信部１３の光受信器１３ａは、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過してきたそれぞれの狭帯域信号を受信する。
光信号受信部１３の光電変換器１３ｂは、光受信器１３ａにより受信されたそれぞれの狭帯域信号を光信号から電気信号に変換し、それぞれの電気信号を光送受信器３－１の検査信号受信部１４に出力する。

光送受信器３－１の検査信号受信部１４は、光信号受信部１３の光電変換器１３ｂから出力されたそれぞれの電気信号である狭帯域信号の受信処理を実施することによって狭帯域信号を復調する（図６のステップＳＴ２）。
検査信号受信部１４は、復調したそれぞれの狭帯域信号を帯域幅算出部１５に出力する。

光送受信器３－１の帯域幅算出部１５は、検査信号受信部１４からそれぞれの狭帯域信号を受けると、複数の狭帯域信号の集まりである検査信号を例えば高速フーリエ変換することによって、検査信号の周波数を算出する。
帯域幅算出部１５は、検査信号の周波数を算出すると、算出した周波数の中で、最低の周波数ｆ_Ｌと最高の周波数ｆ_Ｈとを特定する。
帯域幅算出部１５は、図８に示すように、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過した後の検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈとして、最低の周波数ｆ_Ｌから最高の周波数ｆ_Ｈまでの帯域幅を算出する（図６のステップＳＴ３）。
図８は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過した後の検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを示す説明図である。
光通信ネットワークにおける伝送路５の特性は、経年劣化によって、変化を生じることがある。帯域幅算出部１５により算出される検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈは、伝送路５の特性の変化に応じて変化する。このため、伝送路５の特性が、経年劣化によって変化を生じていても、帯域幅算出部１５は、検査信号の正確な帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを算出することができる。
帯域幅算出部１５は、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを示す帯域幅情報を送信信号決定部１６に出力する。

光送受信器３－１の送信信号決定部１６は、帯域幅算出部１５から帯域幅情報を受けると、帯域幅情報が示す検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈに従って、送信信号のボーレートＢと、送信信号のエントロピーＥとを決定する（図６のステップＳＴ４）。
以下、送信信号決定部１６によるボーレートＢ及びエントロピーＥの決定処理を具体的に説明する。
まず、送信信号決定部１６は、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを、送信信号の信号帯域Ｗｓに決定する。Ｗｓ＝Ｗ_Ｌ－Ｈである。
送信信号のボーレートＢが低下するほど、送信信号の信号帯域Ｗｓが狭くなることは、上述した通りであり、送信信号決定部１６において、送信信号のボーレートＢと送信信号の信号帯域Ｗｓとの対応関係が既値である。
また、送信信号決定部１６において、送信信号のボーレートＢと送信信号のエントロピーＥとの対応関係が既値である。
ボーレートＢと信号帯域Ｗｓとの対応関係及びボーレートＢとエントロピーＥとの対応関係のそれぞれは、例えば、送信信号決定部１６の内部メモリに格納されていてもよいし、デジタル処理部１０の外部から与えられるものであってもよい。
送信信号決定部１６は、既知の対応関係に従って、決定した送信信号の信号帯域Ｗｓに対応する送信信号のボーレートＢを特定する。
また、送信信号決定部１６は、既知の対応関係に従って、特定した送信信号のボーレートＢに対応する送信信号のエントロピーＥを特定する。
送信信号決定部１６は、特定した送信信号のボーレートＢと、特定したエントロピーＥとを示す特定情報を送信信号生成部１７に出力する。

ここでは、送信信号決定部１６が、帯域幅情報が示す検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈに従って、送信信号のボーレートＢを決定している。送信信号決定部１６は、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈに従って、送信信号に対する誤り訂正符号化の符号化率を変更ことによって、送信信号のボーレートＢを変更することも可能である。

図示せぬ制御装置は、送信信号決定部１６によって、ボーレートＢとエントロピーＥとが決定されたのち、送信信号である光信号の送受信を指示する制御信号を光送受信器２－１及び光送受信器３－１のそれぞれに出力する。
光送受信器３－１の送信信号生成部１７は、制御装置から、送信信号である光信号の送受信を指示する制御信号を受けると、送信信号を生成する。
即ち、光送受信器３－１の送信信号生成部１７は、送信信号決定部１６から出力された特定情報が示すエントロピーＥを有し、かつ、特定情報が示すボーレートＢを有する送信信号を生成する（図６のステップＳＴ５）。
送信信号生成部１７は、生成した送信信号を光信号送信部１２に出力する。

光送受信器３－１における光信号送信部１２の電光変換器１２ａは、送信信号生成部１７から送信信号を受けると、送信信号を電気信号から光信号に変換し、光信号を光送信器１２ｂに出力する。
光信号送信部１２の光送信器１２ｂは、送信信号である光信号をマルチプレクサ４－２に出力する。
光送受信器３－１の光信号送信部１２から出力された光信号は、マルチプレクサ４－２、伝送路５、光分配器６－２の波長フィルタ６－２ａ、伝送路５、光分配器６－１の波長フィルタ６－１ａ、伝送路５及びマルチプレクサ４－１を介して、光送受信器２－１まで伝送される。
光送受信器２－１まで伝送される送信信号の帯域幅は、光送受信器３－１まで伝送された検査信号の帯域幅と概ね同一である。

光送受信器２－１の光信号受信部１３は、制御装置から、送信信号である光信号の送受信を指示する制御信号を受けると、光送受信器３－１の光信号送信部１２から伝送路５に送出された光信号を、受信信号として受信する。
即ち、光送受信器２－１における光信号受信部１３の光受信器１３ａは、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過してきた光信号を受信信号として受信する。
光信号受信部１３の光電変換器１３ｂは、光受信器１３ａにより受信された受信信号を光信号から電気信号に変換し、電気信号を光送受信器２－１の受信信号処理部１８に出力する。
光送受信器２－１の受信信号処理部１８は、光信号受信部１３の光電変換器１３ｂから出力された電気信号である受信信号の受信処理を実施することによって受信信号を復調する。

以上の実施の形態１では、光通信ネットワークの伝送路５に挿入されている光分配器６－１，６－２が有する波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅よりも帯域幅が狭く、周波数が互いに異なる複数の信号である狭帯域信号の集まりを検査信号として生成する検査信号送信部１１から、検査信号が伝送路５に送出され、検査信号受信部１４によって、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過してきた検査信号が受信されると、検査信号受信部１４により受信された検査信号から、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａを通過した後の検査信号の帯域幅を算出する帯域幅算出部１５と、帯域幅算出部１５により算出された検査信号の帯域幅に従って、送信信号の変調速度と、送信信号の変調多値度とを決定する送信信号決定部１６とを備えるように、光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを構成した。したがって、光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂは、光信号が通過する波長フィルタの個数に基づいて、光信号が通過する全ての波長フィルタを通過した後の光信号の帯域幅を算出するものよりも、光通信ネットワークの伝送容量を増やすことができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、検査信号受信部１４により受信された検査信号の信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出する信号対雑音比算出部１９を備える光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂについて説明する。
実施の形態２に係る光通信システムの構成は、実施の形態１に係る光通信システムの構成と同様であり、実施の形態２に係る光通信システムを示す構成図は、図１である。

図９は、実施の形態２に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを示す構成図である。図９において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１０は、デジタル処理部１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。図１０において、図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
信号対雑音比算出部１９は、例えば、図１０に示す信号対雑音比算出回路３７によって実現される。
信号対雑音比算出部１９は、検査信号受信部１４により受信された検査信号のＯＳＮＲを算出する。
信号対雑音比算出部１９は、検査信号のＯＳＮＲを送信信号決定部２０に出力する。

送信信号決定部２０は、例えば、図１０に示す送信信号決定回路３８によって実現される。
送信信号決定部２０は、帯域幅算出部１５により算出された検査信号の帯域幅及び信号対雑音比算出部１９により算出された信号対雑音比のそれぞれに従って、送信信号の変調速度であるボーレートＢと、送信信号の変調多値度であるエントロピーＥとを決定する。

図９では、デジタル処理部１０の構成要素である検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号生成部１７、受信信号処理部１８、信号対雑音比算出部１９及び送信信号決定部２０のそれぞれが、図１０に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、デジタル処理部１０が、検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、送信信号生成回路３５、受信信号処理回路３６、信号対雑音比算出回路３７及び送信信号決定回路３８によって実現されるものを想定している。
検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、送信信号生成回路３５、受信信号処理回路３６、信号対雑音比算出回路３７及び送信信号決定回路３８のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

デジタル処理部１０の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
デジタル処理部１０の構成要素が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号生成部１７、受信信号処理部１８、信号対雑音比算出部１９及び送信信号決定部２０におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが、図４に示すメモリ６１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ６２が、メモリ６１に格納されているプログラムを実行する。
また、図１０では、デジタル処理部１０の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図４では、デジタル処理部１０が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、デジタル処理部１０における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。

図１１は、ボーレートと、エントロピー及びＯＳＮＲ耐力との関係を示す説明図である。
誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０は、ボーレートＢが低下するほど高くなり、送信信号の信号帯域Ｗｓは、ボーレートＢが低下するほど狭くなる。したがって、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０は、送信信号の信号帯域Ｗｓが狭いほど高くなる。
ＯＳＮＲ耐力は、図１１に示すように、ボーレートＢが低下するほど低下する。ＯＳＮＲ耐力は、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０に対する送信信号のＯＳＮＲの余裕度を示すものである。
したがって、ＯＳＮＲ耐力は、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０が高いほど低下する。

次に、実施の形態２に係る光通信システムの動作について説明する。ただし、信号対雑音比算出部１９及び送信信号決定部２０以外は、実施の形態１に係る光通信システムと同様であるため、ここでは、主に、信号対雑音比算出部１９及び送信信号決定部２０の動作について説明する。

光送受信器３－１の検査信号受信部１４は、復調した検査信号を帯域幅算出部１５及び信号対雑音比算出部１９のそれぞれに出力する。
光送受信器３－１の信号対雑音比算出部１９は、検査信号受信部１４から検査信号を受けると、検査信号のＯＳＮＲを算出する。
検査信号のＯＳＮＲを算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。

光送受信器３－１の送信信号決定部２０は、帯域幅算出部１５から帯域幅情報を受けると、図２に示す送信信号決定部１６と同様に、帯域幅情報が示す検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈに従って、送信信号のボーレートＢと、送信信号のエントロピーＥとを決定する。
次に、送信信号決定部２０は、信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲと、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０とを比較する。誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０は、送信信号決定部２０の内部メモリに格納されていてもよいし、デジタル処理部１０の外部から与えられるものであってもよい。

送信信号決定部２０は、信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０よりも低ければ、決定したボーレートＢ及びエントロピーＥのそれぞれを変更する。
信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０よりも低ければ、送信信号の誤り訂正を実施することができない。
帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈよりも広い帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ’（Ｗ_Ｌ－Ｈ＜Ｗ_Ｌ－Ｈ’）であれば、帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ’のときの誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０が、帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈのときの誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０よりも低下する。誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０が低下すれば、信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０に近づく。
信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０以上となる帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ’であれば、送信信号の誤り訂正を実施することができる。
そこで、送信信号決定部２０は、信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０以上となる帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ’を特定する。
ボーレートＢが低下するほど、ＯＳＮＲ耐力が低下し、ボーレートＢが低下するほど、送信信号の信号帯域Ｗｓが狭くなり、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０が高いほど、ＯＳＮＲ耐力が低下することは、上述した通りである。したがって、送信信号決定部２０では、送信信号の信号帯域Ｗｓと誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０との対応関係が既値であり、送信信号決定部２０は、この対応関係を参照して、信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０以上となる帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ’を特定する。
送信信号決定部２０は、特定した帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ’に従って、送信信号のボーレートＢと、送信信号のエントロピーＥとを決定する。
送信信号決定部２０は、特定した送信信号のボーレートＢと、特定したエントロピーＥとを示す特定情報を送信信号生成部１７に出力する。

以上の実施の形態２では、送信信号決定部２０が、帯域幅算出部１５により算出された検査信号の帯域幅及び信号対雑音比算出部１９により算出された信号対雑音比のそれぞれに従って、送信信号の変調速度と、送信信号の変調多値度とを決定するように、光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを構成した。したがって、実施の形態２に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂは、実施の形態１に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂよりも、送信信号の変調速度と、送信信号の変調多値度とを高精度に決定することができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、検査信号送信部５１が、光源５２と、光変調器５３と、制御回路５４とを備えている光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂについて説明する。
実施の形態３に係る光通信システムの構成は、実施の形態１に係る光通信システムの構成と同様であり、実施の形態３に係る光通信システムを示す構成図は、図１である。

図１２は、実施の形態３に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを示す構成図である。図１２において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
検査信号送信部５１は、光源５２、光変調器５３及び制御回路５４を備えている。
検査信号送信部５１は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅よりも帯域幅が狭く、周波数が互いに異なる複数の信号である狭帯域信号の集まりを検査信号として生成する。
検査信号送信部５１は、デジタル処理部１０の外部に設けられている。したがって、デジタル処理部１０は、ハードウェアとして、検査信号送信回路３１を備えていない。

光源５２は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅よりも帯域幅が狭い連続光を光変調器５３に出力する。
光変調器５３は、光源５２から出力された連続光をパルス変調することによって狭帯域信号を生成し、狭帯域信号を検査信号の一部として、光信号送信部１２等を介して、伝送路５に送出する。
制御回路５４は、光源５２から出力される連続光の周波数を切り替える。制御回路５４が、光源５２から出力される連続光の周波数を切り替えることにより、周波数が異なる複数の狭帯域信号が伝送路５に送出される。

図１２に示す光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂでは、検査信号送信部５１が、図２に示す光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂに適用されている。しかし、これは一例に過ぎず、検査信号送信部５１が、図９に示す光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂに適用されていてもよい。

次に、実施の形態３に係る光通信システムの動作について説明する。ただし、検査信号送信部５１以外は、実施の形態１に係る光通信システムと同様であるため、ここでは、検査信号送信部５１の動作のみを説明する。

検査信号送信部５１の光源５２は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅よりも帯域幅が狭い連続光を光変調器５３に出力する。
光変調器５３は、光源５２から連続光を受けると、連続光をパルス変調することによって周波数ｆの狭帯域信号を生成し、周波数ｆの狭帯域信号を検査信号の一部として、光信号送信部１２に出力する。
光変調器５３により生成される狭帯域信号は、例えば、図７に表される波長フィルタの帯域幅よりも帯域幅が狭く、当該波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高い周波数ｆを有する信号である。
制御回路５４は、狭帯域信号の周波数ｆが、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低い周波数になるまで、光源５２から出力される連続光の周波数を切り替える。制御回路５４が、光源５２から出力される連続光の周波数を切り替えることにより、狭帯域信号の周波数ｆが離散的に数ＧＨｚずつ低下される。
光変調器５３は、周波数ｆが異なる複数の狭帯域信号を光信号送信部１２に出力する。

図１２に示す検査信号送信部５１では、光変調器５３が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高い周波数を有する狭帯域信号を生成する。そして、狭帯域信号の周波数が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低くなるまで、制御回路５４が、光源５２から出力される光の周波数を切り替えている。しかし、これは一例に過ぎず、光変調器５３が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低い周波数を有する狭帯域信号を生成する。そして、狭帯域信号の周波数が、図７に表される波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高くなるまで、制御回路５４が、光源５２から出力される光の周波数を切り替えるようにしてもよい。

図１２に示す検査信号送信部５１は、波長フィルタ６－１ａ，６－２ａの帯域幅よりも帯域幅が狭い連続光を出力する光源５２と、光源５２から出力された連続光をパルス変調することによって狭帯域信号を生成する光変調器５３と、光源５２から出力される連続光の周波数を切り替える制御回路５４とを備えている。したがって、図１２に示す検査信号送信部５１は、図２に示す検査信号送信部１１と同様に、光信号が通過する波長フィルタの個数に基づいて、光信号が通過する全ての波長フィルタを通過した後の光信号の帯域幅を算出するものよりも、光通信ネットワークの伝送容量を増やすことができる。

実施の形態４．
実施の形態４では、第２の光送受信器が、帯域幅算出部１５により算出された検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを示す帯域幅情報を送信する帯域幅情報送信部２１を備える光通信システムについて説明する。
実施の形態４に係る光通信システムの構成は、実施の形態１に係る光通信システムの構成と同様であり、実施の形態４に係る光通信システムを示す構成図は、図１である。

図１３は、実施の形態４に係る光送受信器３－ｎ_ｂを示す構成図である。図１３において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１４は、光送受信器３－ｎ_ｂにおけるデジタル処理部１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。図１４において、図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
帯域幅情報送信部２１は、例えば、図１４に示す帯域幅情報送信回路３９によって実現される。
光送受信器３－ｎ_ｂの帯域幅情報送信部２１は、光送受信器３－ｎ_ｂの帯域幅算出部１５により算出された検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを示す帯域幅情報を、光信号送信部１２等を介して、光送受信器２－ｎ_ａに送信する。

図１５は、実施の形態４に係る光送受信器２－ｎ_ａを示す構成図である。図１５において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１６は、光送受信器２－ｎ_ａにおけるデジタル処理部１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。図１６において、図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
光信号受信部１３の光受信器１３ａは、光送受信器３－ｎ_ｂの光信号送信部１２からマルチプレクサ４－２に出力されたのち、波長フィルタ６－２ａ，６－１ａを通過してきた帯域幅情報を受信する。光信号受信部１３の光電変換器１３ｂは、光受信器１３ａにより受信された帯域幅情報を光信号から電気信号に変換し、電気信号を後述する帯域幅情報受信部２２に出力する。

帯域幅情報受信部２２は、例えば、図１６に示す帯域幅情報受信回路４０によって実現される。
帯域幅情報受信部２２は、光信号受信部１３の光電変換器１３ｂから出力された電気信号である帯域幅情報の受信処理を実施することによって帯域幅情報を復調し、復調した帯域幅情報を後述する送信信号決定部２３に出力する。

送信信号決定部２３は、例えば、図１６に示す送信信号決定回路４１によって実現される。
送信信号決定部２３は、帯域幅算出部１５により算出された検査信号の帯域幅_Ｌ－Ｈ、又は、帯域幅情報受信部２２により受信された帯域幅情報が示す帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈに従って、送信信号の変調多値度と、送信信号の変調速度とを決定する。

ここでは、光送受信器２－ｎ_ａが第１の光送受信器であるとして、光送受信器２－ｎ_ａが、帯域幅情報受信部２２及び送信信号決定部２３を備え、光送受信器３－ｎ_ｂが第２の光送受信器であるとして、光送受信器３－ｎ_ｂが、帯域幅情報送信部２１を備えている。
しかし、これは一例に過ぎず、光送受信器３－ｎ_ｂが第１の光送受信器であるとして、光送受信器３－ｎ_ｂが、帯域幅情報受信部２２及び送信信号決定部２３を備え、光送受信器２－ｎ_ａが第２の光送受信器であるとして、光送受信器２－ｎ_ａが、帯域幅情報送信部２１を備えていてもよい。

図１３では、光送受信器３－ｎ_ｂにおけるデジタル処理部１０の構成要素である検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号決定部１６、送信信号生成部１７、受信信号処理部１８及び帯域幅情報送信部２１のそれぞれが、図１４に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、デジタル処理部１０が、検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、送信信号決定回路３４、送信信号生成回路３５、受信信号処理回路３６及び帯域幅情報送信回路３９によって実現されるものを想定している。
検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、送信信号決定回路３４、送信信号生成回路３５、受信信号処理回路３６及び帯域幅情報送信回路３９のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

図１５では、光送受信器２－ｎ_ａにおけるデジタル処理部１０の構成要素である検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号決定部２３、送信信号生成部１７、受信信号処理部１８及び帯域幅情報受信部２２のそれぞれが、図１６に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、デジタル処理部１０が、検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、送信信号決定回路４１、送信信号生成回路３５、受信信号処理回路３６及び帯域幅情報受信回路４０によって実現されるものを想定している。
検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、送信信号決定回路４１、送信信号生成回路３５、受信信号処理回路３６及び帯域幅情報受信回路４０のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

デジタル処理部１０の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
光送受信器３－ｎ_ｂにおけるデジタル処理部１０の構成要素が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号決定部１６、送信信号生成部１７、受信信号処理部１８及び帯域幅情報送信部２１におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが、図４に示すメモリ６１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ６２が、メモリ６１に格納されているプログラムを実行する。
光送受信器２－ｎ_ａにおけるデジタル処理部１０の構成要素が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、送信信号決定部２３、送信信号生成部１７、受信信号処理部１８及び帯域幅情報受信部２２におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが、図４に示すメモリ６１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ６２が、メモリ６１に格納されているプログラムを実行する。

次に、実施の形態４に係る光通信システムの動作について説明する。
ここでは、説明の便宜上、光送受信器３－１が、帯域幅情報を伝送路５に送出し、光送受信器２－１が、帯域幅情報を受信することによって、送信信号のボーレートＢと送信信号のエントロピーＥとを決定する例を説明する。
光送受信器２－１が、帯域幅情報受信部２２及び送信信号決定部２３を備え、光送受信器３－１が、帯域幅情報送信部２１を備えている点以外は、実施の形態１に係る光通信システムと同様である。このため、ここでは、主に、帯域幅情報送信部２１、帯域幅情報受信部２２及び送信信号決定部２３の動作を説明する。

光送受信器３－１の帯域幅算出部１５は、図２に示す帯域幅算出部１５と同様に、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを算出する。
帯域幅算出部１５は、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを示す帯域幅情報を送信信号決定部１６及び帯域幅情報送信部２１のそれぞれに出力する。
光送受信器３－１の帯域幅情報送信部２１は、帯域幅算出部１５から帯域幅情報を受けると、帯域幅情報を、光信号送信部１２等を介して、光送受信器２－１に送信する。
光送受信器３－１から送信された帯域幅情報は、光信号として、光送受信器２－１まで伝送される。帯域幅情報は、ＰＳ技術によって変調された確率整形信号であってもよいし、ＱＰＳＫ又は多値ＱＡＭ等の位相変調方式によって変調された信号であってもよい。
ここでは、帯域幅情報送信部２１が、帯域幅情報を、光信号送信部１２等を介して、光送受信器２－１に送信している。しかし、これは一例に過ぎず、送信信号生成部１７が、生成した送信信号におけるデータ系列の先頭のオーバーヘッド部に帯域幅情報を含め、帯域幅情報を含む送信信号を、光信号送信部１２等を介して、光送受信器２－１に送信するようにしてもよい。

光送受信器２－１における光信号受信部１３の光受信器１３ａは、光送受信器３－１の光信号送信部１２からマルチプレクサ４－２に出力されたのち、波長フィルタ６－２ａ，６－１ａを通過してきた光信号である帯域幅情報を受信する。
光信号受信部１３の光電変換器１３ｂは、光受信器１３ａにより帯域幅情報が受信されると、帯域幅情報を光信号から電気信号に変換し、電気信号を帯域幅情報受信部２２に出力する。
光送受信器２－１の帯域幅情報受信部２２は、光信号受信部１３の光電変換器１３ｂから電気信号である帯域幅情報を受けると、帯域幅情報の受信処理を実施することによって帯域幅情報を復調し、復調した帯域幅情報を送信信号決定部２３に出力する。

光送受信器２－１の送信信号決定部２３は、帯域幅情報受信部２２から帯域幅情報を受けると、帯域幅情報が示す帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈに従って、送信信号のボーレートＢと、送信信号のエントロピーＥとを決定する。
ここでは、送信信号決定部２３が、帯域幅情報が示す帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈに従って、送信信号のエントロピーＥと、送信信号のボーレートＢとを決定している。しかし、これは一例に過ぎず、光送受信器３－１が検査信号を伝送路５に送出し、光送受信器２－１が検査信号を受信する場合、送信信号決定部２３は、帯域幅算出部１５により算出された検査信号の帯域幅_Ｌ－Ｈに従って、送信信号のボーレートＢと、送信信号のエントロピーＥとを決定する。
光送受信器２－１の送信信号生成部１７は、図２に示す送信信号生成部１７と同様に、エントロピーＥを有し、かつ、ボーレートＢを有する送信信号を生成する。

以上の実施の形態４では、第２の光送受信器が、帯域幅算出部１５により算出された検査信号の帯域幅を示す帯域幅情報を送信する帯域幅情報送信部２１をさらに備えている。また、第１の光送受信器が、帯域幅情報送信部２１から送信された帯域幅情報を受信する帯域幅情報受信部２２と、帯域幅情報受信部２２により受信された帯域幅情報が示す帯域幅に従って、送信信号の変調速度と、送信信号の変調多値度とを決定する送信信号決定部２３とをさらに備えている。したがって、第１の光送受信器は、帯域幅算出部１５における帯域幅の算出処理を省略しても、送信信号決定部２３が、送信信号の変調速度と、送信信号の変調多値度とを決定することができる。

実施の形態５．
実施の形態５では、第１の光送受信部７１及び第２の光送受信部７２を備える光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂについて説明する。
実施の形態５に係る光通信システムの構成は、実施の形態１に係る光通信システムの構成と同様であり、実施の形態５に係る光通信システムを示す構成図は、図１である。

図１７は、実施の形態５に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを示す構成図である。図１７において、図２及び図９と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１７に示す光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂの一部のハードウェアを示すハードウェア構成図は、図１０である。
第１の光送受信部７１は、検査信号送信部１１、光信号送信部１２、光信号受信部１３、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、受信信号処理部１８及び信号対雑音比算出部１９を備えている。
第２の光送受信部７２は、検査信号送信部１１、光信号送信部１２、光信号受信部１３、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、受信信号処理部１８及び信号対雑音比算出部１９を備えている。

図１７に示す光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂでは、第１の光送受信部７１及び第２の光送受信部７２の双方が、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５及び信号対雑音比算出部１９を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、第１の光送受信部７１及び第２の光送受信部７２のうちのいずれか一方が、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを算出すればよいため、例えば、第２の光送受信部７２に含まれている、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５及び信号対雑音比算出部１９を削除してもよい。
即ち、第１の光送受信部７１及び第２の光送受信部７２は、同じ光送受信器２－ｎ_ａ（又は、３－ｎ_ｂ）に含まれている。このため、第１の光送受信部７１の光信号送信部１２から、第１の光送受信部７１の光信号受信部１３に至る検査信号の伝搬経路と、第２の光送受信部７２の光信号送信部１２から、第２の光送受信部７２の光信号受信部１３に至る検査信号の伝搬経路とは、同じである。
したがって、第１の光送受信部７１の帯域幅算出部１５により算出される検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈと、第２の光送受信部７２の帯域幅算出部１５により算出される検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈとが同じになる。このため、例えば、第２の光送受信部７２に含まれている、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５及び信号対雑音比算出部１９を削除してもよい。

送信信号決定部８１は、例えば、図１０に示す送信信号決定回路３８によって実現される。
送信信号決定部８１は、第１の光送受信部７１の帯域幅算出部１５、又は、第２の光送受信部７２の帯域幅算出部１５から、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを取得する。
送信信号決定部８１は、第１の光送受信部７１の信号対雑音比算出部１９、又は、第２の光送受信部７２の信号対雑音比算出部１９から、検査信号のＯＳＮＲを取得する。
送信信号決定部８１は、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ及び検査信号のＯＳＮＲのそれぞれに従って、２つの送信信号Ｓ_１，Ｓ_２の変調速度であるボーレートＢ_１，Ｂ_２と、２つの送信信号Ｓ_１，Ｓ_２の変調多値度であるエントロピーＥ_１，Ｅ_２とを決定する。

送信信号生成部８２は、例えば、図１０に示す送信信号生成回路３５によって実現される。
送信信号生成部８２は、送信信号決定部８１により決定された２つの送信信号Ｓ_１，Ｓ_２におけるそれぞれのエントロピーＥ_１，Ｅ_２と、２つの送信信号Ｓ_１，Ｓ_２におけるそれぞれのボーレートＢ_１，Ｂ_２とを取得する。
送信信号生成部８２は、エントロピーＥ_１，Ｅ_２のうちの一方のエントロピーＥ_１を有し、かつ、ボーレートＢ_１，Ｂ_２のうちの一方のボーレートＢ_１を有する送信信号Ｓ_１を生成する。
送信信号生成部８２は、エントロピーＥ_１，Ｅ_２のうちの他方のエントロピーＥ_２を有し、かつ、ボーレートＢ_１，Ｂ_２のうちの他方のボーレートＢ_２を有する送信信号Ｓ_２を生成する。
送信信号生成部８２は、送信信号Ｓ_１を第１の光送受信部７１の光信号送信部１２に出力し、送信信号Ｓ_２を第２の光送受信部７２の光信号送信部１２に出力する。

図１７では、光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂの一部の構成要素である検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、受信信号処理部１８、信号対雑音比算出部１９、送信信号決定部８１及び送信信号生成部８２のそれぞれが、図１０に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂの一部が、検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、受信信号処理回路３６、信号対雑音比算出回路３７、送信信号決定回路３８及び送信信号生成回路３５によって実現されるものを想定している。
検査信号送信回路３１、検査信号受信回路３２、帯域幅算出回路３３、受信信号処理回路３６、信号対雑音比算出回路３７、送信信号決定回路３８及び送信信号生成回路３５のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂの一部の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂの一部の構成要素が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、検査信号送信部１１、検査信号受信部１４、帯域幅算出部１５、受信信号処理部１８、信号対雑音比算出部１９、送信信号決定部８１及び送信信号生成部８２におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが、図４に示すメモリ６１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ６２が、メモリ６１に格納されているプログラムを実行する。

次に、実施の形態５に係る光通信システムの動作について説明する。
図１８は、実施の形態５に係る光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂにおける送信信号決定部８１及び送信信号生成部８２の処理手順を示すフローチャートである。
第１の光送受信部７１の帯域幅算出部１５、又は、第２の光送受信部７２の帯域幅算出部１５は、図２及び図９に示す帯域幅算出部１５と同様に、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを算出する。
第１の光送受信部７１の帯域幅算出部１５、又は、第２の光送受信部７２の帯域幅算出部１５は、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを送信信号決定部８１に出力する。
第１の光送受信部７１の信号対雑音比算出部１９、又は、第２の光送受信部７２の信号対雑音比算出部１９は、図９に示す信号対雑音比算出部１９と同様に、検査信号のＯＳＮＲを算出する。
第１の光送受信部７１の信号対雑音比算出部１９、又は、第２の光送受信部７２の信号対雑音比算出部１９は、検査信号のＯＳＮＲを送信信号決定部８１に出力する。

送信信号決定部８１は、第１の光送受信部７１の帯域幅算出部１５、又は、第２の光送受信部７２の帯域幅算出部１５から、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈを取得する。
送信信号決定部８１は、第１の光送受信部７１の信号対雑音比算出部１９、又は、第２の光送受信部７２の信号対雑音比算出部１９から、検査信号のＯＳＮＲを取得する。
送信信号決定部８１は、送信信号生成部８２の生成対象である送信信号Ｓ_１，Ｓ_２のサブキャリア周波数ｆ_ｓｃ１，ｆ_ｓｃ２から、以下の式（１）に示すように、２つのサブキャリア周波数ｆ_ｓｃ１，ｆ_ｓｃ２における中心周波数ｆ_ｍを算出する（図１８のステップＳＴ１１）。
ｆ_ｍ＝（ｆ_ｓｃ１＋ｆ_ｓｃ２）／２ （１）
送信信号Ｓ_１，Ｓ_２のサブキャリア周波数ｆ_ｓｃ１，ｆ_ｓｃ２は、送信信号決定部８１の内部メモリに格納されていてもよいし、送信信号決定部８１の外部から与えられるものであってもよい。

送信信号決定部８１は、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈの中で、中心周波数ｆ_ｍよりも低周波数側の帯域幅Ｗ_１と、中心周波数ｆ_ｍよりも高周波数側の帯域幅Ｗ_２とを算出する（図１８のステップＳＴ１２）。
低周波数側の帯域幅Ｗ_１の最低周波数は、サブキャリア周波数ｆ_ｓｃ１から、中心周波数ｆ_ｍとサブキャリア周波数ｆ_ｓｃ１との差分を減算した周波数である。低周波数側の帯域幅Ｗ_１の最高周波数は、中心周波数ｆ_ｍである。
高周波数側の帯域幅Ｗ_２の最低周波数は、中心周波数ｆ_ｍである。高周波数側の帯域幅Ｗ_２の最高周波数は、サブキャリア周波数ｆ_ｓｃ２に、中心周波数ｆ_ｍとサブキャリア周波数ｆ_ｓｃ２との差分を加算した周波数である。

送信信号決定部８１は、以下の式（２）に示すように、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と高周波数側の帯域幅Ｗ_２との帯域幅差ΔＷを算出する。
ΔＷ＝｜Ｗ_１－Ｗ_２｜ （２）
送信信号決定部８１は、帯域幅差ΔＷと閾値Ｔｈとを比較することによって、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と高周波数側の帯域幅Ｗ_２との対称性を判定する。
即ち、送信信号決定部８１は、帯域幅差ΔＷが閾値Ｔｈよりも小さければ、対称性が有ると判定し、帯域幅差ΔＷが閾値Ｔｈ以上であれば、対称性が無いと判定する。
閾値Ｔｈは、送信信号決定部８１の内部メモリに格納されていてもよいし、送信信号決定部８１の外部から与えられるものであってもよい。閾値Ｔｈとしては、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈの１０％程度の値が考えられる。

送信信号決定部８１は、対称性が有ると判定すれば（図１８のステップＳＴ１３：ＹＥＳの場合）、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と検査信号のＯＳＮＲとに従って、送信信号Ｓ_１のボーレートＢ_１と、送信信号Ｓ_１のエントロピーＥ_１とを決定する（図１８のステップＳＴ１４）。
また、送信信号決定部８１は、高周波数側の帯域幅Ｗ_２と検査信号のＯＳＮＲとに従って、送信信号Ｓ_２のボーレートＢ_２と、送信信号Ｓ_２のエントロピーＥ_２とを決定する（図１８のステップＳＴ１５）。
送信信号決定部８１によるボーレートＢ_１，Ｂ_２の決定処理自体は、図９に示す送信信号決定部２０によるボーレートＢの決定処理と同様である。また、送信信号決定部８１によるエントロピーＥ_１，Ｅ_２の決定処理自体は、図９に示す送信信号決定部２０によるエントロピーＥの決定処理と同様である。
このため、詳細な説明は、省略するが、送信信号決定部８１は、対称性が有ると判定すれば、低周波数側の帯域幅Ｗ_１に従って、送信信号Ｓ_１のボーレートＢ_１及びエントロピーＥ_１のそれぞれを決定し、高周波数側の帯域幅Ｗ_２に従って、送信信号Ｓ_２のボーレートＢ_２及びエントロピーＥ_２のそれぞれを決定する。そして、送信信号決定部８１は、信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０よりも低ければ、決定したボーレートＢ_１及びエントロピーＥ_１のそれぞれを変更し、決定したボーレートＢ_２及びエントロピーＥ_２のそれぞれを変更する。

送信信号決定部８１によって、ボーレートＢ_１，Ｂ_２及びエントロピーＥ_１，Ｅ_２のそれぞれが変更されることによって、低周波数側の帯域幅Ｗ_１は、信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０以上となる帯域幅Ｗ_１’に変わる。また、高周波数側の帯域幅Ｗ_２は、信号対雑音比算出部１９により算出されたＯＳＮＲが、誤り訂正限界のＯＳＮＲ_０以上となる帯域幅Ｗ_２’に変わる。
図１９は、帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’の和が、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈよりも小さい場合のサブキャリア間隔Δｆの変更例を示す説明図である。
図２０は、帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’の和が、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ以上である場合のサブキャリア間隔Δｆの変更例を示す説明図である。
図１９及び図２０において、横軸は、周波数であり、縦軸は、送信信号Ｓ_１，Ｓ_２の光パワーである。

送信信号Ｓ_１と送信信号Ｓ_２とのサブキャリア間隔Δｆの初期値は、送信信号Ｓ_１のサブキャリア周波数ｆ_ｓｃ１と、送信信号Ｓ_２のサブキャリア周波数ｆ_ｓｃ２との差分の絶対値である。
図１９に示すように、帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’の和が、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈよりも小さければ、帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈは、信号の伝送に余裕がある状態である。送信信号決定部８１は、帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈの有効利用を図るため、送信信号Ｓ_１，Ｓ_２のボーレートＢ_１，Ｂ_２を高くすることによって、帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’のそれぞれを、帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈの２分の１を超えない範囲で拡大する。送信信号決定部８１は、拡大後の帯域幅Ｗ_１’と拡大後の帯域幅Ｗ_２’との重なりを避けるため、サブキャリア間隔Δｆを、例えば、帯域幅Ｗ_１’の１．２倍、又は、帯域幅Ｗ_２’の１．２倍に拡大する。

図２０に示すように、帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’の和が、検査信号の帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈ以上であれば、送信信号Ｓ_１，Ｓ_２の一部を送信できないことがある状態である。送信信号決定部８１は、送信信号Ｓ_１，Ｓ_２の全てを送信できるようにするため、送信信号Ｓ_１，Ｓ_２のボーレートＢ_１，Ｂ_２を低くすることによって、帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’のそれぞれが、帯域幅Ｗ_Ｌ－Ｈの２分の１よりも狭くなるように、帯域幅Ｗ_１’及び帯域幅Ｗ_２’のそれぞれを縮小する。送信信号決定部８１は、縮小後の帯域幅Ｗ_１’と縮小後の帯域幅Ｗ_２’とが重ならない範囲で、サブキャリア間隔Δｆを縮小する。

送信信号決定部８１は、対称性が無いと判定すれば（図１８のステップＳＴ１３：ＮＯの場合）、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と高周波数側の帯域幅Ｗ_２との比率に応じて、送信信号Ｓ_１の伝送容量と、送信信号Ｓ_２の伝送容量とを決定する（図１８のステップＳＴ１６）。
図２１は、送信信号決定部８１が、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と高周波数側の帯域幅Ｗ_２との比率に応じて、送信信号Ｓ_１の伝送容量と、送信信号Ｓ_２の伝送容量とを決定する例を示す説明図である。
図２１において、横軸は、周波数であり、縦軸は、送信信号Ｓ_１，Ｓ_２の光パワーである。
図２１では、全体の伝送容量が、４００［Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ］であるときの伝送容量の決定例を示している。
図２１では、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と高周波数側の帯域幅Ｗ_２との比率が、３：１であるため、送信信号Ｓ_１の伝送容量として、３００［Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ］、送信信号Ｓ_２の伝送容量として、１００［Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ］が決定されている。
図２１では、全体の伝送容量が、４００［Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ］であり、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と高周波数側の帯域幅Ｗ_２との比率が、３：１である例を示している。しかし、これは一例に過ぎない。例えば、全体の伝送容量が、７００［Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ］であり、低周波数側の帯域幅Ｗ_１と高周波数側の帯域幅Ｗ_２との比率が、５：２であれば、送信信号Ｓ_１の伝送容量として、５００［Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ］、送信信号Ｓ_２の伝送容量として、２００［Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ］が決定される。

送信信号の伝送容量が一定であるときの、送信信号のボーレートと送信信号のエントロピーとの関係は、例えば、図５に示す通りである。
送信信号決定部８１の内部メモリには、互いに異なる伝送容量毎に、送信信号のボーレートと送信信号のエントロピーとの関係を示すテーブルが記憶されている。
送信信号決定部８１は、決定した送信信号Ｓ_１の伝送容量に係るテーブルを参照して、送信信号Ｓ_１のボーレートＢ_１と、送信信号Ｓ_１のエントロピーＥ_１とを決定する（図１８のステップＳＴ１７）。ボーレートＢ_１とエントロピーＥ_１との組み合わせは、複数存在するが、どのような組み合わせであってもよい。
送信信号決定部８１は、決定した送信信号Ｓ_２の伝送容量に係るテーブルを参照して、送信信号Ｓ_２のボーレートＢ_２と、送信信号Ｓ_２のエントロピーＥ_２とを決定する（図１８のステップＳＴ１８）。ボーレートＢ_２とエントロピーＥ_２との組み合わせは、複数存在するが、どのような組み合わせであってもよい。

送信信号生成部８２は、送信信号決定部８１により決定されたエントロピーＥ_１を有し、かつ、送信信号決定部８１により決定されたボーレートＢ_１を有する送信信号Ｓ_１を生成する（図１８のステップＳＴ１９）。
送信信号生成部８２は、送信信号決定部８１により決定されたエントロピーＥ_２を有し、かつ、送信信号決定部８１により決定されたボーレートＢ_２を有する送信信号Ｓ_２を生成する（図１８のステップＳＴ２０）。
送信信号生成部８２は、送信信号Ｓ_１を第１の光送受信部７１の光信号送信部１２に出力し、送信信号Ｓ_２を第２の光送受信部７２の光信号送信部１２に出力する。

以上の実施の形態５では、送信信号決定部８１が、帯域幅算出部１５により算出された帯域幅及び信号対雑音比算出部１９により算出された信号対雑音比のそれぞれに従って、２つの送信信号におけるそれぞれの変調速度と、２つの送信信号におけるそれぞれの変調多値度と、２つの送信信号におけるサブキャリア間隔とを決定するように、光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂを構成した。したがって、光送受信器２－ｎ_ａ，３－ｎ_ｂは、２つの送信信号を生成する場合でも、光信号が通過する波長フィルタの個数に基づいて、光信号が通過する全ての波長フィルタを通過した後の光信号の帯域幅を算出するものよりも、光通信ネットワークの伝送容量を増やすことができる。

なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

本開示は、光送受信器と、送信信号決定方法と、光送受信器を備える光通信システムとに適している。

１，１－１，１－２ 光伝送装置、２，２－１～２－Ｎ_ａ 光送受信器（第１の光送受信器）、３，３－１～３－Ｎ_ｂ 光送受信器（第２の光送受信器）、４，４－１，４－２ マルチプレクサ、５ 伝送路、６－１，６－２ 光分配器、６－１ａ，６－２ａ 波長フィルタ、１０ デジタル処理部、１１ 検査信号送信部、１２ 光信号送信部、１２ａ 電光変換器、１２ｂ 光送信器、１３ 光信号受信部、１３ａ 光受信器、１３ｂ 光電変換器、１４ 検査信号受信部、１５ 帯域幅算出部、１６ 送信信号決定部、１７ 送信信号生成部、１８ 受信信号処理部、１９ 信号対雑音比算出部、２０ 送信信号決定部、２１ 帯域幅情報送信部、２２ 帯域幅情報受信部、２３ 送信信号決定部、３１ 検査信号送信回路、３２ 検査信号受信回路、３３ 帯域幅算出回路、３４ 送信信号決定回路、３５ 送信信号生成回路、３６ 受信信号処理回路、３７ 信号対雑音比算出回路、３８ 送信信号決定回路、３９ 帯域幅情報送信回路、４０ 帯域幅情報受信回路、４１ 送信信号決定回路、５１ 検査信号送信部、５２ 光源、５３ 光変調器、５４ 制御回路、６１ メモリ、６２ プロセッサ、７１ 第１の光送受信部、７２ 第２の光送受信部、８１ 送信信号決定部、８２ 送信信号生成部。

Claims (13)

1. 光通信ネットワークの伝送路に挿入されている光分配器が有する波長フィルタの帯域幅よりも帯域幅が狭く、周波数が互いに異なる複数の信号である狭帯域信号の集まりであって、前記波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高い周波数を有する狭帯域信号と、前記波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低い周波数を有する狭帯域信号とを含む狭帯域信号の集まりを検査信号として生成する検査信号送信部から、前記検査信号が前記伝送路に送出され、検査信号受信部によって、前記波長フィルタを通過してきた検査信号が受信されると、
   前記検査信号受信部により受信された検査信号の帯域幅を算出する帯域幅算出部と、
   前記帯域幅算出部により算出された帯域幅に従って、送信信号の変調速度と、前記送信信号の変調多値度とを決定する送信信号決定部と
   を備えた光送受信器。
2. 前記送信信号決定部は、前記帯域幅算出部により算出された帯域幅を前記送信信号の帯域幅に決定し、前記送信信号の帯域幅から前記送信信号の変調速度を決定し、前記変調速度から前記送信信号の変調多値度を決定することを特徴とする請求項１記載の光送受信器。
3. 前記検査信号受信部により受信された検査信号の信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出部を備え、
   前記送信信号決定部は、前記帯域幅算出部により算出された帯域幅及び前記信号対雑音比算出部により算出された信号対雑音比のそれぞれに従って、前記送信信号の変調速度と、前記送信信号の変調多値度とを決定することを特徴とする請求項１記載の光送受信器。
4. 前記送信信号決定部は、前記信号対雑音比算出部により算出された信号対雑音比が、誤り訂正限界の信号対雑音比よりも低ければ、前記信号対雑音比算出部により算出された信号対雑音比が、前記誤り訂正限界の信号対雑音比となる帯域幅に従って、前記送信信号の変調速度と、前記送信信号の変調多値度とを決定することを特徴とする請求項３記載の光送受信器。
5. 前記検査信号送信部は、
   前記波長フィルタの帯域幅よりも帯域幅が狭い連続光を出力する光源と、
   前記光源から出力された連続光をパルス変調することによって前記狭帯域信号を生成し、前記狭帯域信号を前記伝送路に送出する光変調器と、
   前記光源から出力される連続光の周波数を切り替える制御回路とを備えていることを特徴とする請求項１記載の光送受信器。
6. 前記送信信号決定部により決定された変調多値度を有し、かつ、前記送信信号決定部により決定された変調速度を有する送信信号を生成する送信信号生成部を備えたことを特徴とする請求項１記載の光送受信器。
7. 第１の送信信号を送信する第１の光送受信部と、第２の送信信号を送信する第２の光送受信部とを備え、
   前記第１の光送受信部及び前記第２の光送受信部のうちの少なくとも一方は、
   前記帯域幅算出部と、
   前記検査信号受信部により受信された検査信号の信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出部と、を備え、
   前記送信信号決定部は、前記帯域幅算出部により算出された帯域幅及び前記信号対雑音比算出部により算出された信号対雑音比のそれぞれに従って、前記第１の光送受信部から送信される第１の送信信号と、前記第２の光送受信部から送信される第２の送信信号との２つの送信信号におけるそれぞれの変調速度と、前記２つの送信信号におけるそれぞれの変調多値度と、前記２つの送信信号におけるサブキャリア間隔とを決定することを特徴とする請求項１記載の光送受信器。
8. 前記送信信号決定部により決定された２つの送信信号におけるそれぞれの変調多値度のうち、一方の変調多値度を有し、かつ、前記送信信号決定部により決定された２つの送信信号におけるそれぞれの変調速度のうち、一方の変調速度を有する送信信号を前記第１の送信信号として生成し、前記２つの送信信号におけるそれぞれの変調多値度のうち、他方の変調多値度を有し、かつ、前記送信信号決定部により決定された２つの送信信号におけるそれぞれの変調速度のうち、他方の変調速度を有する送信信号を前記第２の送信信号として生成する送信信号生成部を備えたことを特徴とする請求項７記載の光送受信器。
9. 前記送信信号決定部は、
   前記２つの送信信号におけるそれぞれのサブキャリア周波数から、２つのサブキャリア周波数における中心周波数を算出し、前記帯域幅算出部により算出された帯域幅の中で、前記中心周波数よりも低周波数側の帯域幅と、前記中心周波数よりも高周波数側の帯域幅とを算出し、
   前記低周波数側の帯域幅及び前記信号対雑音比算出部により算出された信号対雑音比のそれぞれに従って、前記２つの送信信号のうちの一方の送信信号の変調速度及び一方の送信信号の変調多値度のそれぞれを決定し、
   前記高周波数側の帯域幅及び前記信号対雑音比算出部により算出された信号対雑音比のそれぞれに従って、前記２つの送信信号のうちの他方の送信信号の変調速度及び他方の送信信号の変調多値度のそれぞれを決定し、
   前記低周波数側の帯域幅と前記高周波数側の帯域幅とから、前記サブキャリア間隔を決定することを特徴とする請求項７記載の光送受信器。
10. 光通信ネットワークの伝送路に挿入されている光分配器が有する波長フィルタの帯域幅よりも帯域幅が狭く、周波数が互いに異なる複数の信号である狭帯域信号の集まりであって、前記波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高い周波数を有する狭帯域信号と、前記波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低い周波数を有する狭帯域信号とを含む狭帯域信号の集まりを検査信号として生成する検査信号送信部から、前記検査信号が前記伝送路に送出され、検査信号受信部によって、前記波長フィルタを通過してきた検査信号が受信されると、
    帯域幅算出部が、前記検査信号受信部により受信された検査信号の帯域幅を算出し、
    送信信号決定部が、前記帯域幅算出部により算出された帯域幅に従って、送信信号の変調速度と、前記送信信号の変調多値度とを決定する
    送信信号決定方法。
11. 光通信ネットワークの伝送路に挿入されている光分配器が有する波長フィルタの帯域幅よりも帯域幅が狭く、周波数が互いに異なる複数の信号である狭帯域信号の集まりであって、前記波長フィルタの帯域幅の最高周波数よりも高い周波数を有する狭帯域信号と、前記波長フィルタの帯域幅の最低周波数よりも低い周波数を有する狭帯域信号とを含む狭帯域信号の集まりを検査信号として生成し、前記検査信号を前記伝送路に送出する検査信号送信部を有する第１の光送受信器と、
    前記検査信号送信部から送出されたのち、前記波長フィルタを通過してきた検査信号を受信する検査信号受信部と、前記検査信号受信部により受信された検査信号の帯域幅を算出する帯域幅算出部と、前記帯域幅算出部により算出された帯域幅に従って、送信信号の変調速度と、前記送信信号の変調多値度とを決定する送信信号決定部とを有する第２の光送受信器と
    を備えた光通信システム。
12. 前記第２の光送受信器は、
    前記帯域幅算出部により算出された帯域幅を示す帯域幅情報を送信する帯域幅情報送信部をさらに備え、
    前記第１の光送受信器は、
    前記帯域幅情報送信部から送信された帯域幅情報を受信する帯域幅情報受信部と、
    前記帯域幅情報受信部により受信された帯域幅情報が示す帯域幅に従って、前記送信信号の変調速度と、前記送信信号の変調多値度とを決定する送信信号決定部とをさらに備えていることを特徴とする請求項１１記載の光通信システム。
13. 前記第２の光送受信器は、
    第１の送信信号を送信する第１の光送受信部と、第２の送信信号を送信する第２の光送受信部とを備え、
    前記第１の光送受信部及び前記第２の光送受信部のうちの少なくとも一方は、
    前記帯域幅算出部と、
    前記検査信号受信部により受信された検査信号の信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出部と、を備え、
    前記送信信号決定部は、前記帯域幅算出部により算出された帯域幅及び前記信号対雑音比算出部により算出された信号対雑音比のそれぞれに従って、前記第１の光送受信部から送信される第１の送信信号と、前記第２の光送受信部から送信される第２の送信信号との２つの送信信号におけるそれぞれの変調速度と、前記２つの送信信号におけるそれぞれの変調多値度と、前記２つの送信信号におけるサブキャリア間隔とを決定することを特徴とする請求項１１記載の光通信システム。

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